KR20210126226A - 전기자동차용 유무선 충전 장치 - Google Patents

전기자동차용 유무선 충전 장치 Download PDF

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케이피항공산업(주)
현해암
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Abstract

전기자동차용 유무선 충전 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 전기자동차용 유무선 충전 장치는 하측에 적어도 하나 이상의 바퀴를 포함하고, 하단에서 외측방향으로 인출되는 무선충전패드가 마련되며, 내부에는 유무선충전을 제어하는 제어회로 및 상기 제어회로에 전원을 공급하는 내장 배터리를 포함하는 이동부; 및 상기 이동부 상측에 탑재되는 배터리부;를 포함한다.

Description

전기자동차용 유무선 충전 장치{WIRE/WIRELESS COMBINED CHARGING APPARATUS FOR ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기자동차용 배터리 충전 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 공간의 제약이 없이 무선충전 및 유선충전이 모두 가능한 전기자동차용 유무선 충전 장치에 관한 것이다.
일반적으로 전기자동차란 전기를 사용하여 운행되는 자동차를 의미하는 것으로, 크게 순수 전기자동차(Battery Powered Electric Vehicle)와 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle)로 구분되며, 순수 전기자동차는 전기만을 사용하여 주행하는 자동차이고, 하이브리드 전기자동차는 전기 및 화석 연료를 사용하여 주행하는 자동차이다.
전기자동차에는 주행을 위한 전기를 공급하는 배터리가 구비된다. 특히, 순수 전기자동차 및 플러그인(Plug-in) 타입의 하이브리드 전기자동차는 외부의 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여 배터리를 충전하며, 배터리에 충전된 전력을 이용하여 전기 모터를 구동한다.
전기자동차의 보급 확대를 위해서는 전기자동차의 전원을 충전할 수 있는 충전 인프라의 구축이 필수적이다. 특히, 전기자동차의 배터리 용량을 늘리는 것은 차체의 무게를 가중시키는 단점이 있어, 한 번의 완충으로 전기자동차가 운행 가능한 거리를 제한적일 수 밖에 없다.
따라서, 전기자동차의 중장거리 운행을 위해, 언제 어디서나 전기자동차를 충전할 수 있도록 도로망에 연계된 충전소의 설치는 필수적이며 가정용 충전설비와 인프라를 갖추는 것 또한 전기자동차의 보급 확대를 위해 반드시 필요하다.
그러나, 종래의 전기자동차용 충전시스템은 충전기가 노면에 고정되게 설치되기 때문에 충전기당 충전 가능한 주차면 수량이 소수로만 제한적으로 운영되고, 이에 따라 설치비용이 증가할 뿐만 아니라 편의성이 떨어지는 단점을 가지므로, 공간의 제약 없이 이동이 가능하고, 전기자동차의 충전 방식에 따라 무선 또는 유선 충전을 선택적으로 제공할 수 있는 전기자동차용 충전시스템에 관한 연구가 필요하다.
본 발명은, 이동체 상에 대용량 배터리가 탑재되어 사용자의 선택에 따라 유선충전 또는 무선충전 기능을 제공함으로써, 전기자동차의 소유자가 전기자동차 충전기가 설치된 장소로 이동해서 충전을 수행해야 하는 불편함을 해소하고, 전기자동차의 충전방식에 따라 무선 또는 유선 충전 방식 중 어느 하나를 선택하여 충전 가능한 전기자동차용 유무선 충전 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 전기자동차용 유무선 충전 장치는, 하측에 적어도 하나 이상의 바퀴를 포함하고, 하단에서 외측방향으로 인출되는 무선충전패드가 마련되며, 내부에는 유무선충전을 제어하는 제어회로 및 제어회로에 전원을 공급하는 내장 배터리를 포함하는 이동부 및 이동부 상측에 탑재되는 배터리부를 포함한다.
또한, 배터리부는, 하단 외측면에 적어도 하나 이상의 지지대가 마련되고, 하면에는 결합단자가 마련되어, 이동부의 상면에 마련된 결합돌기와 연결되어 이동부의 상기 제어회로와 전기적으로 연결되며, 외면 일측에 적어도 하나 이상의 충전 케이블이 내장된 충전케이블부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제어회로는, 배터리부와 이동부의 전기적 연결을 판단하는 배터리인식부, 유선 및 무선충전 중 적어도 어느 하나의 방식을 이용하여 전력을 공급하는 충전제어부 및 이동부의 이동을 제어하는 바퀴제어부를 포함하고, 배터리인식부는, 배터리부의 결합단자와 이동부의 결합돌기가 접촉된 경우, 회로적 단락 여부를 판단하되, 안내음의 패턴을 구분하여 정상 접촉여부를 안내하고, 충전제어부는, 배터리부의 충전방식을 입력받고, 선택된 충전방식에 기초하여 무선충전방식이 선택된 경우, 이동부의 하단에 마련된 무선충전패드가 인출되고, 유선충전방식이 선택된 경우, 배터리부의 외면에 마련된 충전케이블부의 충전 케이블이 인출되며, 무선충전패드는 기설정된 거리만큼 인출되는 것을 특징한다.
또한, 충전케이블부는, 내장된 충전 케이블을 기설정된 전력원에 연결하여 배터리부에 내장된 배터리에 전력을 공급하는 충전 기능을 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 이동부는, 외면 일측에 내장 배터리용 충전 케이블이 내장되며, 내장 배터리용 충전 케이블을 기설정된 전력원에 연결하여 이동부에 내장된 배터리에 전력을 공급하는 충전 기능을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전기자동차용 유무선 충전이 가능한 이동체는 대용량 배터리가 탑재된 이동체로 마련되어 유선충전부와 무선충전부를 포함함으로써, 전기자동차의 소유자가 전기자동차 충전기가 설치된 장소로 이동해서 충전을 수행해야 하는 불편함을 해소하고, 전기자동차의 충전방식에 따라 무선 또는 유선 충전 방식 중 어느 하나를 선택하여 충전 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시례에 따른 전기자동차용 유무선 충전 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시례에 따른 전기자동차의 유무선 충전 장치의 이동부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3는 본 발명의 일실시례에 따른 전기자동차의 유무선 충전 장치의 배터리부를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시례에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 수반되지 않는다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시례를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.
명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 보다 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다.
이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용 중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면 중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다.
장치는 90˚ 회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서, 본 발명의 실시례에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시례에 따른 전기자동차용 유무선 충전 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시례에 따른 전기자동차의 유무선 충전 장치의 이동부를 설명하기 위한 도면이고, 도 3는 본 발명의 일실시례에 따른 전기자동차의 유무선 충전 장치의 배터리부를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 전기자동차용 유무선 충전 장치(100)는 이동부(110) 및 배터리부(120)를 포함한다.
이동부(110)는 하측에 적어도 하나 이상의 바퀴(111)를 포함하고, 하단에서 외측방향으로 인출되는 무선충전패드(112)가 마련되며, 내부에는 유무선충전을 제어하는 제어회로(113) 및 상기 제어회로(113)에 전원을 공급하는 내장 배터리(114)를 포함할 수 있다.
배터리부(120)는 하단 외측면에 적어도 하나 이상의 지지대(121)가 마련되고, 하면에는 결합단자(122)가 마련되어, 상기 이동부(110)의 상면에 마련된 결합돌기(115)와 연결되어 상기 이동부(110)의 상기 제어회로(113)와 전기적으로 연결되며, 외면 일측에 적어도 하나 이상의 충전 케이블이 내장된 충전케이블부(123)를 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 이동부(110)의 제어회로(113)는 상기 배터리부(120)와 상기 이동부(110)의 전기적 연결을 판단하는 배터리인식부, 상기 유선 및 무선충전 중 적어도 어느 하나의 방식을 이용하여 전력을 공급하는 충전제어부 및 상기 이동부(110)의 이동을 제어하는 바퀴제어부를 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 배터리인식부는, 상기 배터리부(120)의 결합단자(122)와 상기 이동부(110)의 결합돌기(115)가 접촉된 경우, 회로적 단락 여부를 판단하되, 안내음의 패턴을 구분하여 정상 접촉여부를 안내할 수 있다.
일례로, 상기 이동부(110)의 외면에 디스플레이 화면 또는 적어도 하나 이상의 LED 소자를 마련하여 표시할 수 있다.
상기 충전제어부는, 상기 배터리부(120)의 충전방식을 입력받고, 상기 선택된 충전방식에 기초하여 무선충전방식이 선택된 경우, 상기 이동부(110)의 하단에 마련된 상기 무선충전패드(112)가 인출되고, 유선충전방식이 선택된 경우, 상기 배터리부(120)의 외면에 마련된 충전케이블부(123)의 충전 케이블이 인출되며, 상기 무선충전패드(112)는 기설정된 거리만큼 인출될 수 있다.
또한, 상기 무선충전패드(112)가 인출되는 방향 또한 사용자에 의해 자유롭게 제어될 수 있다.
일례로, 상기 충전케이블부(123)에 마련된 적어도 하나 이상의 충전 케이블은 릴타입 케이블로 마련될 수 있다.
한편, 충전케이블부(123)는 내장된 상기 충전 케이블을 기설정된 전력원에 연결하여 상기 배터리부(120)에 내장된 배터리에 전력을 공급하는 충전 기능을 제공할 수 있다.
예를 들어, 상기 배터리부(120)의 배터리의 용량이 기설정된 수치 미만으로 방전된 경우, 상기 제어회로(113)의 상기 배터리인식부에 의해 상기 배터리부(120)의 충전을 요구하는 안내음이 발생될 수 있다.
또한, 상기 충전케이블부(123)에 내장된 충전 케이블을 이용하여 상기 배터리부(120)의 배터리의 충전이 완료된 경우, 상기 제어회로(113)의 상기 배터리인식부에 의해 상기 배터리부(120)의 충전이 완료되었음을 안내하는 안내음이 발생될 수 있다.
상기 이동부(110)는 외면 일측에 내장 배터리용 충전 케이블(116)이 내장되며, 상기 내장 배터리용 충전 케이블을 기설정된 전력원에 연결하여 상기 이동부에 내장된 배터리에 전력을 공급하는 충전 기능을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 이동부(110)에 내장된 배터리의 용량이 기설정된 용량을 초과하는 경우에만 상기 이동부(110)의 바퀴(111)가 상기 바퀴제어부에 의해 제어될 수 있고, 상기 이동부(110)의 배터리가 기설정된 용량 미만인 경우, 상기 배터리인식부에 의해 상기 이동부(110)의 배터리의 충전을 요구하는 안내음이 발생될 수 있으며, 상기 이동부(110)의 배터리의 충전이 완료된 경우, 상기 배터리인식부에 의해 상기 이동부(110)의 충전이 완료되었음을 안내하는 안내음이 발생될 수 있다.
일례로, 상기 배터리인식부는 상기 이동부(110) 및 배터리부(120)에 내장된 배터리의 충전이 완료된 경우, 충전완료 안내음과 함께 자동으로 충전을 종료시키는 과충전방지회로를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 효과에 따르면, 이동체 상에 대용량 배터리가 탑재되어 사용자의 선택에 따라 유선충전 또는 무선충전 기능을 제공함으로써, 전기자동차의 소유자가 전기자동차 충전기가 설치된 장소로 이동해서 충전을 수행해야 하는 불편함을 해소하고, 전기자동차의 충전방식에 따라 무선 또는 유선 충전 방식 중 어느 하나를 선택하여 충전 가능한 전기자동차용 유무선 충전 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시례에 따른, 전기자동차용 유무선 충전 장치의 제어 방법은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상과 같이 본 발명의 일실시례는 비록 한정된 실시례와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 일실시례는 상기 설명된 실시례에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 일실시례는 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110 : 이동부 111 : 바퀴
112 : 무선충전패드
113 : 제어회로
114 : 내장 배터리
115 : 결합돌기
116 : 내장 배터리용 충전 케이블
120 : 배터리부 121: 지지대
122 : 결합단자
123 : 충전케이블부

Claims (5)

  1. 하측에 적어도 하나 이상의 바퀴를 포함하고, 하단에서 외측방향으로 인출되는 무선충전패드가 마련되며, 내부에는 유무선충전을 제어하는 제어회로 및 상기 제어회로에 전원을 공급하는 내장 배터리를 포함하는 이동부; 및
    상기 이동부 상측에 탑재되는 배터리부;
    를 포함하는 전기자동차용 유무선 충전 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 배터리부는,
    하단 외측면에 적어도 하나 이상의 지지대가 마련되고, 하면에는 결합단자가 마련되어, 상기 이동부의 상면에 마련된 결합돌기와 연결되어 상기 이동부의 상기 제어회로와 전기적으로 연결되며,
    외면 일측에 적어도 하나 이상의 충전 케이블이 내장된 충전케이블부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 유무선 충전장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어회로는,
    상기 배터리부와 상기 이동부의 전기적 연결을 판단하는 배터리인식부;
    유선 및 무선충전 중 적어도 어느 하나의 방식을 이용하여 전력을 공급하는 충전제어부; 및
    상기 이동부의 이동을 제어하는 바퀴제어부;를 포함하고,
    상기 배터리인식부는,
    상기 배터리부의 결합단자와 상기 이동부의 결합돌기가 접촉된 경우, 회로적 단락 여부를 판단하되, 안내음의 패턴을 구분하여 정상 접촉여부를 안내하고,
    상기 충전제어부는,
    상기 배터리부의 충전방식을 입력받고, 상기 선택된 충전방식에 기초하여 무선충전방식이 선택된 경우, 상기 이동부의 하단에 마련된 상기 무선충전패드가 인출되고, 유선충전방식이 선택된 경우, 상기 배터리부의 외면에 마련된 충전케이블부의 충전 케이블이 인출되며,
    상기 무선충전패드는 기설정된 거리만큼 인출되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 유무선 충전장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 충전케이블부는,
    내장된 상기 충전 케이블을 기설정된 전력원에 연결하여 상기 배터리부에 내장된 배터리에 전력을 공급하는 충전 기능을 제공하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 유무선 충전 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 이동부는,
    외면 일측에 내장 배터리용 충전 케이블이 내장되며, 상기 내장 배터리용 충전 케이블을 기설정된 전력원에 연결하여 상기 이동부에 내장된 배터리에 전력을 공급하는 충전 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 유무선 충전 장치.
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